呂春菊 舒康穎 秦來(lái)順 劉 薇 郭 冰
(中國(guó)計(jì)量學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州310018)
材料力學(xué)性能作為一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,為材料科學(xué)與工程相關(guān)專業(yè)本科生介紹材料受外力與環(huán)境聯(lián)合作用所表現(xiàn)出來(lái)的力學(xué)行為及物理本質(zhì)方面的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)外,同時(shí)要訓(xùn)練學(xué)生具備材料力學(xué)性能方面的實(shí)踐能力。 本門(mén)課程一般在大二下學(xué)期或大三開(kāi)設(shè),直接關(guān)系著學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的深入學(xué)習(xí)。 因此保證該課程的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)于授課教師來(lái)說(shuō)是一個(gè)必須要面對(duì)的課題。針對(duì)本門(mén)課程的特點(diǎn)、性質(zhì)及教學(xué)要求,并結(jié)合數(shù)年來(lái)對(duì)材料力學(xué)性能的教學(xué)實(shí)踐,我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及成績(jī)考核方面對(duì)材料力學(xué)性能的教學(xué)提出以下教學(xué)改革方案。
材料力學(xué)性能課程內(nèi)容繁雜,涉及面廣,包括材料在靜載荷下的力學(xué)性能、其他載荷下的力學(xué)性能、斷裂韌性、材料的疲勞、高溫條件下的力學(xué)性能、環(huán)境下的力學(xué)性能、摩擦與磨損性能等,但此課程的學(xué)時(shí)又有限,一般都只開(kāi)設(shè)32 學(xué)時(shí)。 因此在素質(zhì)教育、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、能力培養(yǎng)的教育教學(xué)背景下,對(duì)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行以下改革。一方面,我們從材料力學(xué)性能的概念出發(fā),遵循材料力學(xué)性能的定義,按照材料的承載方式和環(huán)境因素調(diào)整課程內(nèi)容;另一方面,不再將陶瓷、高分子、復(fù)合材料的力學(xué)性能單列成章,而是以材料的力學(xué)性能為主線,將三大材料有機(jī)地融合到每一章中,在講述每一章的過(guò)程中將各類材料的共性與特性進(jìn)行總結(jié)與歸納。
同時(shí),梳理了材料力學(xué)性能與作為前期課程的材料力學(xué)尤其是材料科學(xué)基礎(chǔ)之間的關(guān)系, 如弱化材料在靜載拉伸下的形變過(guò)程與機(jī)理,強(qiáng)調(diào)力學(xué)性能指標(biāo)、影響因素及其斷裂失效分析,講解高溫蠕變時(shí),同樣弱化蠕變過(guò)程,重點(diǎn)講解蠕變斷口形貌、斷裂機(jī)理等方面。 材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法大都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在教學(xué)改革中,針對(duì)相應(yīng)的教材內(nèi)容跟不上實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象, 我們引入最新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)作對(duì)比,并指導(dǎo)學(xué)生如何查找相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行閱讀,突出教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、時(shí)代性,為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)或?qū)嶋H工作打下良好的基礎(chǔ)。
另外地,在材料力學(xué)性能的教學(xué)過(guò)程中,為了擴(kuò)展學(xué)生的國(guó)際視野,提高學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)水平,適當(dāng)引入了雙語(yǔ)教學(xué),即一些章節(jié)題目或?qū)I(yè)術(shù)語(yǔ)采用英語(yǔ)表達(dá), 為其閱讀專業(yè)外文資料奠定了一定的基礎(chǔ),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和能力。
在授課過(guò)程中注重課堂上的教學(xué)互動(dòng),摒棄以往“填鴨式”的教學(xué)方法。 材料力學(xué)性能課程涉及面雖多,但相應(yīng)的有些教學(xué)內(nèi)容因?yàn)榕c實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)直接相關(guān),學(xué)生理解起來(lái)相對(duì)比較容易。 因此我們將上課學(xué)生分成幾個(gè)小組并分派相應(yīng)的章節(jié), 課下通過(guò)小組內(nèi)部的學(xué)習(xí)、查資料、討論等,完成制作PPT、講稿等工作,課上教師留出相應(yīng)的時(shí)間隨機(jī)指定學(xué)生代表小組上臺(tái)上課, 充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。
材料力學(xué)性能課程基本概念多,內(nèi)容繁雜,在課堂教學(xué)過(guò)程中,注重類比式教學(xué)方法的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),弄清各種概念,理順材料力學(xué)性能課程研究的內(nèi)容。 在講解新概念、新理論時(shí),采取設(shè)問(wèn)、啟發(fā)的方式來(lái)引出,并循序漸進(jìn),深入淺出地講解。材料力學(xué)性能課程是一門(mén)與工程有密切聯(lián)系的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中的一些基本概念和定理可用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。 基于此,要特別注意理論聯(lián)系實(shí)際的方法講授課程內(nèi)容,提高教學(xué)效果。
在材料力學(xué)性能課程中,對(duì)涉及到的圖表,如斷口形貌、變形過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化等難以通過(guò)語(yǔ)言來(lái)表述的內(nèi)容引入多媒體教學(xué)技術(shù),借助多媒體圖片、動(dòng)畫(huà)、聲音等,使難以理解的抽象概念形象化、生動(dòng)化,降低了以往僅靠想象力理解的難度,加深學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解。但完全用多媒體教學(xué)容易導(dǎo)致講課進(jìn)度過(guò)快,學(xué)生容易疲勞,注意力容易分散,不利于知識(shí)的理解和掌握。 因此在運(yùn)用多媒體課件的同時(shí),注意適當(dāng)?shù)陌鍟?shū),對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容或?qū)W生提出的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解,適時(shí)總結(jié)每次課的教學(xué)內(nèi)容,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。
此外,與學(xué)生及時(shí)溝通,以便及時(shí)調(diào)整授課的方式和節(jié)奏,合理控制知識(shí)難度,最大限度地使學(xué)生接受講授的內(nèi)容。
材料力學(xué)性能課程對(duì)學(xué)生的考核方面的改革主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)考核內(nèi)容的改革。 結(jié)合材料力學(xué)性能課程的工程實(shí)際特點(diǎn),減少對(duì)概念、公式的考核,命題的重點(diǎn)放在考核學(xué)生理解、應(yīng)用和綜合能力。這樣不僅測(cè)試了學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解,更要求學(xué)生學(xué)以致用,在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷思考,改變了部分學(xué)生靠期末搞突擊、死記硬背考試過(guò)關(guān)的思想。 (2)考核方式的改革。 除了閉卷考試成績(jī)外,學(xué)生的期末考試成績(jī)還包括學(xué)生課堂反應(yīng)情況,平時(shí)作業(yè)的完成情況及階段性測(cè)驗(yàn)的情況等進(jìn)行綜合評(píng)定。 通過(guò)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)的評(píng)價(jià),包括出勤、上課聽(tīng)講、作業(yè)完成、課后自學(xué)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等方面,改變了學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài),提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。
課程建設(shè)是一項(xiàng)科學(xué)性強(qiáng)、涉及面廣、任務(wù)艱巨的系統(tǒng)工程,在材料力學(xué)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐中,我們必須堅(jiān)持“以人為本”的教育理念,以學(xué)生為主體,不斷改革,勇于實(shí)踐,勤于思考,不斷充實(shí),不斷總結(jié),完善自我,才能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才的目的。
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